基于磁铁阵列扫描的行为感知机制研究

发布时间：2021-03-12 00:57

　　近年来,随着物联网的兴起,智能感知技术得到了广泛应用,而磁场感知在其中扮演了重要角色。传统的基于磁场感知的工作往往是利用不同位置的地磁信息结合惯性数据信息进行导航与定位,或是利用单个磁铁的磁力特征进行设备间交互与动作识别。本文则基于磁铁的二极性,创新性地使用磁铁阵列定制磁场,对基于磁铁阵列扫描的行为感知机制展开研究。本文主要完成了以下两个方面的研究:第一,提出并研究了基于磁铁阵列扫描的室内行人追踪机制。该机制通过构建具有二进制编码属性的磁铁阵列来标定室内的关键连接节点。室内行人经过这些节点时,所携带的智能感知设备扫描对应磁铁阵列,通过对采集的数据进行分析并识别出对应编码。为应对步态轨迹的多样性,该机制提出了一种泛化的基于空间维度的磁感应强度信号解析模型。通过不断识别行人经过的阵列编码,结合室内地图信息,便可有效地实现室内追踪。实验结果表明,原型系统对磁铁阵列识别平均准确率为88.9%,室内追踪平均准确率为93.1%。第二,提出并研究了基于磁铁阵列扫描的器械训练动作度量机制。该机制利用磁铁阵列的等距排列,对器械训练动作进行了分段式标定,提供了动作度量参考。在用户进行器械训练期间,通过其手... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景介绍
    1.2 研究目的与意义
    1.3 研究内容与贡献
    1.4 本文的组织结构
第二章 相关工作
    2.1 磁场感知相关工作
    2.2 室内定位与追踪技术
    2.3 动作识别与检测技术
    2.4 本章小结
第三章 基于磁铁阵列扫描的室内行人追踪机制
    3.1 研究背景
    3.2 磁铁阵列特性研究
        3.2.1 磁铁阵列单元构建
        3.2.2 扫描速度与高度的影响
        3.2.3 磁铁阵列单元间的耦合
    3.3 磁感应强度分布模型
    3.4 磁感应强度信号解析模型
        3.4.1 速度自适应
        3.4.2 信号分段
        3.4.3 基于差分信号的模板匹配
    3.5 系统设计
        3.5.1 磁铁阵列设计
        3.5.2 数据预处理
        3.5.3 信号段识别
        3.5.4 基于隐马尔可夫模型的行人追踪
    3.6 实验与评估
        3.6.1 实验设置
        3.6.2 磁铁阵列识别性能
        3.6.3 室内行人追踪性能
        3.6.4 各类因素的影响
    3.7 本章小结
第四章 基于磁铁阵列扫描的器械训练动作度量机制
    4.1 研究背景
    4.2 器械训练动作研究与分析
        4.2.1 固定轨道器械训练动作分析
        4.2.2 自由器械训练动作分析
    4.3 器械训练动作方向提取模型
        4.3.1 阵列坐标系与设备坐标系
        4.3.2 扫描的主方向提取
        4.3.3 磁铁阵列平面法向提取
        4.3.4 模型分析
    4.4 系统设计
        4.4.1 异极单元相间的磁铁阵列
        4.4.2 信号预处理
        4.4.3 单个训练动作的度量
        4.4.4 训练动作的整体分析
    4.5 实验与评估
        4.5.1 实验设置
        4.5.2 器械训练动作度量的性能
        4.5.3 器械训练动作达标检测的性能
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
简历与科研成果
致谢



本文编号：3077403